Процесс брожения начинается с внесения дрожжей в сусло. Этот процесс называют «задачей дрожжей» или «задачей семенных дрожжей», а дрожжи, соответственно, - «задаточными» или «семенными».
3.4.3.1. Момент внесения дрожжей определяется способом охлаждения сусла. При использовании холодильной тарелки, холодном сепарировании или холодном фильтровании, а также при флотации дрожжи вносят уже во время поступления сусла в чан для внесения дрожжей или бродильный чан. При седиментации взвесей охлажденного сусла для получения осадка взвесей требуется пауза в 8-16 ч (см. раздел 2.7.7.2). В этом случае для задержки распространение быстро размножающихся термобактерий на пути сусла по возможности не должно быть микроорганизмов. Дрожжам необходимо время, чтобы после хранения активироваться и начать размножение (индукционная фаза, см. раздел 3.1.4).
3.4.3.2. Количество дрожжей следует рассчитать так, чтобы при начальной температуре сусла 5-6 °С первые признаки брожения появлялись в течение 12-16 ч. Обычная норма внесения дрожжей составляет 0,5 л густых дрожжей на 1 гл 12 %-ного сусла (зачастую ее приводят на 100 кг засыпи, что составляет 2-3 л). При равномерном распределении дрожжей это соответствует примерно 15 x 106 дрожжевых клеток/мл сусла. Такая норма внесения дрожжей может быть снижена в биологически чистом сусле, в более теплых бродильных цехах, хорошо изолированных бродильных чанах или при более высоких температурах сусла при внесении дрожжей. Повышенная норма внесения дрожжей рекомендуется для сусла, сильно инфицированного термобактериями, для более холодных бродильных цехов и неизолированных резервуаров.
На норму внесения дрожжей оказывает влияние также их физиологическое состояние. Длительное хранение дрожжей вызывает необходимость увеличения дозировки. В сусло для темного и крепкого пива вносят также повышенную норму дрожжей. Первое, как правило, характеризуется пониженным содержанием аминокислот и неблагоприятным составом Сахаров, а у второго осмотические характеристики оказывают на дрожжи негативное действие. Если начальное сусло не удается в достаточной степени обеспечить кислородом, то необходимо увеличить количество дрожжей.
Норму внесения дрожжей зачастую повышают для ускорения процесса брожения. Если продолжительность брожения при внесении 0,5 л дрожжей/гл сусла составляет 9 сут, то при внесении 1 л/гл она сокращается до 7, а при 2 л/гл - до 4-5 сут. В случае повышенных норм внесения скорость размножения использованного количества дрожжей уменьшается. Если из 0,5 л дрожжей/гл удается собрать около 2 л/гл, то 1 л/гл дает около 2,5 л, а при четырехкратной норме (2,0 л/гл) выходит 3,0 л дрожжей/гл. Распределение дрожжей по возрасту, определяемое на основании подсчета почечных рубцов, не изменяется. На свойства пива при прочих равных условиях (температуре и аэрации, причем последнюю, возможно, следует уменьшить) существенного влияния не оказывается, однако вследствие низких темпов размножения при очень высокой норме внесения дрожжей приходится мириться с более продолжительным их разведением (для получения достаточного количества задаточных дрожжей), что возможно лишь в микробиологически безукоризненных условиях.
Указанные нормы внесения дрожжей относятся к густой консистенции дрожжей. Её получают после осаждения дрожжей в емкостях для их хранения. В случае дрожжевой суспензии или сильно загрязненных дрожжей (наличие белка и мертвых клеток) следует увеличить количество дрожжей. Целесообразным представляется определение концентрации дрожжей путем отфильтровывания. В зависимости от отобранного количества жидкости (от 16 до 84 %) можно подобрать норму внесения дрожжей и, таким образом, поддерживать примерно постоянное количество клеток. Простым и надежным методом является также определение твердой фазы с помощью лабораторной центрифуги. Так называемое «центрифугированное» значение твердой фазы колеблется от 40 до 55 %. Исходные данные для варьирования нормы внесения дрожжей легко определяются по таблицам. Применяется также метод измерения мутности взвеси клеток с помощью простого нефелометра или фотометра.
3-4.3.3. Способ внесения дрожжей. Только что собранные дрожжи довольно часто сразу же снова используют для внесения в следующие варки («из чана в чан»), причем желательно очистить дрожжи на вибросите (см. раздел 3.3.5.1). Определение твердой фазы («центрифугированного значения») важно для правильного выбора количества дрожжевых клеток. Хранящиеся дрожжи отбирают из дрожжевой емкости, причем в этом случае следует позаботиться об однородности дозируемых дрожжей и определении ее консистенции. В современных установках охлаждения сусла успешно применяется автоматическое дозирование дрожжей непосредственно в суслопровод, продолжающееся в течение всей варки, что обеспечивает равномерное распределение дрожжей в сусле. Отбор дрожжей из накопительного бака или сборника осуществляется регулируемыми дрожжевыми насосами (шестеренчатыми, мембранными/диафрагменными или гидростатическими) или с помощью трубки Вентури. Применявшийся ранее способ внесения дрожжей предусматривал тщательное перемешивание порции дрожжей в небольшом количестве сусла для растворения комков, что осуществлялось или путем переливания дрожжей из одного ведра в другое до тех пор пока масса сильно не вспенится, или в аппаратах для перемешивания и аэрирования, так называемых «грушах», в которых смесь из дрожжей и сусла перемешивалась стерильным сжатым воздухом, а затем нагнеталась в суслопровод или чан. В этом случае необходимо было также позаботиться о равномерном распределении дрожжей в сусле, для чего после заполнения чана производилось «перемешивание путем аэрации», то есть стерильный воздух вдувался в сусло через перфорированную трубу, обеспечивавшую достаточное снабжение сусла кислородом. Это повторяли в первые сутки брожения несколько раз (от позднего аэрирования сусла в последующие сутки можно отказаться, так как тем самым стимулируется рост дрожжей и образуется большое количество побочных продуктов брожения - в первую очередь диацетила или его предшественника 2-ацетолактата).
По данному принципу в настоящее время дрожжи в танке смешиваются с воздухом в течение 30-60 мин в целях гомогенизации. Иногда используют так называемое «предварительное пропагирование дрожжей» с суслом, когда к дрожжам добавляют примерно такое же количество сусла и проводят интенсивное аэрирование. Полученную смесь можно использовать непосредственно для внесения дрожжей или оставить на несколько часов (если, например, эта партия дрожжей должна последовательно вноситься в несколько варок).
Контроль количества дрожжей в сусле осуществляется при помощи счетной камеры Тома, счетчиков частиц или путем определения мутности (см. выше), причем при автоматическом дозировании контроль проводят в зависимости от различий в мутности первоначального сусла и сусла после внесения дрожжей.
Необходимость дозирования дрожжей в течение всего прохождения сусла становится актуальной особенно при непосредственном внесении дрожжей в танк для нескольких варок - например, после предшествующей седиментации взвесей охлажденного сусла, при холодном сепарировании или холодном фильтровании сусла, а также во флотационных танках для нескольких варок. Следует избегать ситуации, когда при длительных циклах аэрирования в танке образуются слои, выравниваемые лишь после интенсивной конвекции. В таком случае может произойти изменение профиля побочных продуктов брожения.
3-4.3.4. Снабжение кислородом лучше проводить уже при обработке сусла с помощью аэрационных свечей, трубки Вентури (возможно со статическим смесителем) или напорного диска сепаратора (см. раздел 2.7.7.3), а при известных условиях - параллельно удалению осадка взвесей охлажденного сусла путем флотации. При этом дополнительная аэрация в чане с помощью описанного выше «перемешивания путем аэрации» является не только излишней, а даже вредной, так как в результате мельчайшие пузырьки воздуха могут увеличиться в размерах и оказаться вытесненными. Тем не менее при перекачивании сусла после внесения в бродильный чан семенных дрожжей из чана для разведения дрожжей целесообразна дополнительная интенсивная аэрация. Произойти чрезмерного аэрирования сусла при этом не может, так как излишки воздуха удаляются, а остаточное содержание кислорода в сусле составляет 7-8 мг/л. Лишь в случае применения чистого кислорода оно повышается до 30 мг/л, что при известных условиях может отрицательно повлиять на дрожжи. На значения ITT или rH готового пива такая сильная аэрация в начале брожения никакого действия не оказывает. Благодаря размножению дрожжей кислород очень быстро потребляется, и значение гН быстро снижается с 20 до 9-11.
3.4.3.5. Освежение дрожжей. Наряду с вышеупомянутым способом внесения дрожжей часто применяют так называемое «освежение дрожжей». Этот метод используют тогда, когда из небольшого количества дрожжей (например, при разведении чистой культуры дрожжей на производстве) за короткое время необходимо получить задаточные дрожжи в количестве, достаточном для одной варки. Сначала дрожжи вносят в небольшое количество сусла (1 л дрожжей на 15 л сусла), а после начала брожения добавляют двойную порцию сусла. Этот процесс повторяют до тех пор, пока в аппарате для выращивания чистой культуры дрожжей в сусле не окажется такого количества дрожжей, которого хватит для внесения в бродильный чан.
При использовании относительно небольших объемов дрожжей хорошо зарекомендовало себя на практике периодическое аэрирование до степени сбраживания около 40 % (см. раздел 3.3.2.2). Такой способ можно применять непрерывно, при этом из аппаратов для выращивания в бродильный чан перекачивают 40 % смеси из дрожжей и сусла, как из отделения для чистой культуры дрожжей. Хотя температурный режим в отделении для чистой культуры дрожжей выше, чем обычно, и необходимо интенсивное аэрирование, дрожжи иногда отлично сохраняются в течение полугода и остаются активными.
3.4.3.6. Внесение семенных дрожжей до-ливом основано на том же принципе. Сусло одной варки с нормальной нормой внесения дрожжей сначала распределяют на два или три чана. Через 24 ч это количество сусла находится уже в состоянии брожения, и к нему можно долить вторую варку, в которую дрожжи еще не внесены. Долив через следующие 12-16 или 24 ч во избежание температурного «шока» дрожжей производится при температуре бродящего сусла. При внесении семенных дрожжей доливом удается ускорить брожение и получить более высокую степень сбраживания.
3.4.3.7. Аналогичным образом поступают и при внесении дрожжей в стадии завитков. В чан или танк для внесения дрожжей помещают 33 % завитков со степенью сбраживания 25-35 %, а затем доливают двойное количество семенных дрожжей при полном аэрировании. При повторном достижении такой же стадии брожения этот процесс может повторяться бесконечное количество раз. Данный способ хорошо применять после пауз, вызванных перерывами в работе, или в целях более быстрого освежения задаточных дрожжей.
При таком внесении дрожжей или непосредственно из чистой культуры, или из танка, в котором брожение уже прекратилось и достигнуто желаемое количество дрожжей (степень сбраживания - 25-30 %, количество дрожжевых клеток - 50-60 x 106/мл), следует стремиться к идеально равномерному распределению завитков в свежем сусле. Если, например, содержимое танка в состоянии завитков вместимостью на 3 варки распределяется на 6-7 варок в 3 x 3 варочных котла, то содержимое танка в состоянии завитков должно быть одновременно загружено во все три танка для брожения. Это необходимо сделать потому, что завитки в описанном состоянии могут быть еще не полностью однородными, в результате чего в указанных трех танках будут протекать три совершенно различных процесса брожения.
Внесение дрожжей чистой культуры в состоянии завитков (см. раздел 3.3.2.2) хорошо себя зарекомендовало на практике в целях улучшения фильтруемости пива (см. раздел 7.7.2.5). Менее эффективно в этом отношении внесение в состоянии завитков дрожжей, полученных в производственных условиях.
Внесение дрожжей может осуществляться или в собственно бродильные чаны, или в танки или чаны для внесения дрожжей. При традиционном процессе задачи дрожжей сусло после внесения семенных дрожжей оставляют там на 12-24 ч, после чего перекачивают в бродильный чан или танк.
Чан для внесения дрожжей должен вмещать не менее одной варки, однако существует возможность вносить семенные дрожжи доливом непосредственно в этот чан. Когда брожение достигло нужной стадии, через 12-16 ч (или в зависимости от количества чанов для внесения дрожжей, или производственных условий) содержимое спускают или перекачивают в бродильный чан. Преимуществом использования чана для внесения дрожжей является получение однородного начального сусла, особенно если бродильные чаны небольшие и не соответствуют объему варки. В начальной стадии брожения происходит осаждение примесей (осадка взвесей охлажденного сусла, мертвых дрожжевых клеток и микроорганизмов), содержащихся в сусле. За счет этого брожение проходит более чисто и равномерно, а нижний слой осадка дрожжей уже не осаждается в бродильном чане. Так как часть дрожжей не находится во взвешенном состоянии, а участвует в сбраживании сусла на дне чана, то перекачивание может вызвать замедление брожения. В данном случае целесообразно применить повторное аэрирование (например, с помощью трубки Вентури, 15-25 л воздуха/гл сусла). Иногда стремятся к целенаправленному отделению осадка взвесей охлажденного сусла во время нахождения сусла в чане для внесения дрожжей, как, например, во время флотации.
При флотации (см. раздел 2.7.7.2) сусло после внесения семенных дрожжей перекачивают через 4-16 ч в зависимости от производственных условий (отсутствие ночной смены и т. д.). Новые системы флотации обеспечивают такую высокую степень распределения воздуха, что подъем взвесей охлажденного сусла с пузырьками воздуха может закончиться уже через 2 ч, что позволяет быстро перейти к перекачиванию.
Проведение брожения
На активность дрожжей влияет температура брожения, причем при брожении выделяется тепло, вызывающее повышение температуры бродящего сусла. Благодаря этому происходит ускорение метаболизма под действием ферментов, и жизнедеятельность дрожжей должна меняться в строго определенных границах. Задачей проведения брожения на практике является оказание воздействия на интенсивность брожения путем регулирования температуры сусла, которая при низовом брожении варьирует обычно от 4 до 12 °С, а при интенсивных способах брожения может достигать существенно более высоких значений (вплоть до 20 °С). Применяемый способ брожения должен учитывать качественные показатели (состав солода или сусла, тип дрожжей, характер приготовляемого пива), однако зачастую доминируют количественные показатели, в частности, продолжительность брожения. При традиционном способе сбраживания различают холодное брожение (температура сусла при внесении дрожжей 5 °С, максимальная температура - 7-9 °С) и теплое брожение (температура сусла при внесении дрожжей 7-9 °С, максимальная температура - 10-12 °С).
3.4.4.1. Холодное брожение лучше сказывается на качестве пива, так как реакции метаболизма, снижение значения pH и процессы осаждения протекают медленнее и не так глубоко. Получаемое пиво отличается более тонким изысканным вкусом, выраженной гармоничностью и хорошей пеностойкостыо. Для компенсации пониженной степени размножения дрожжей и ускорения брожения рекомендуется интенсивное аэрирование дрожжей несмотря на низкие температуры.
3.4.4.2. Теплое брожение применялось ранее преимущественно для приготовления темного пива. В настоящее время при ограниченной производительности бродильного отделения приготовление светлых сортов пива также осуществляют по теплому способу брожения. Повышенные температуры в целом способствуют интенсификации хода брожения, благодаря усиленному выделению CO2 образуются более высокие завитки, значение pH снижается быстрее и значительнее, усиливается осаждение коллоидов белковых соединений и горьких веществ. Пиво, приготовленное по теплому способу, зачастую характеризуется менее гармоничным вкусом и худшими пенообразующими свойствами; дрожжи быстрее «вырабатываются», раньше теряют свою сбраживающую способность, чем при холодном брожении, и при известных условиях придают пиву дрожжевой привкус. При последующем дображивании, когда молодое пиво, имеющее высокую температуру, быстро охлаждают в конце процесса брожения, часто возникают проблемы.
В ЦКТ, особенно при высоте уровня пива 10-12 м, подъем температуры до 10-12 °С может оказаться благоприятным для размножения дрожжей и обеспечения более глубокой и равномерной конвекции. В этом случае образуется практически столько же побочных продуктов брожения (высших спиртов и эфиров), как и при холодном брожении. Обычно после такого брожения применяют выраженную стадию созревания при равной или немного более низкой температуре.
3.4.4.3. Продолжительность брожения (время, необходимое для получения соответствующей степени сбраживания молодого пива) тесно связана со способом брожения. Для 12 %-ного пива она составляет 6-10 сут. Наиболее благоприятной является продолжительность брожения в течение 7 сут, которой можно добиться сегодня даже при холодном брожении в условиях оптимального аэрирования, небольшого увеличения нормы внесения дрожжей до 1 8 - 2 5 x 106 клеток и, конечно, нормального состава сусла. Для темного пива требуется меньшая продолжительность брожения, а для пива, изготовленного с использованием несоложеного сырья, и для крепкого пива - более длительная. В бродильных танках благодаря усиленной конвекции сусла происходит несущественное сокращение продолжительности брожения.
З4.4.4. Ускоренные способы брожения протекают обычно в принципиально иных условиях - например, при повышенной норме внесения дрожжей, с использованием перемешивания или существенно более высоких температур, причем применяется также избыточное давление в 1-2 бар, позволяющее удержать CO2 для последующего процесса созревания.
Ход главного брожения
За ходом брожением можно следить по внешним характерным изменениям сусла. Различают следующие стадии брожения:
· забел (1-е сут);
· стадия низких завитков (на 2 и 3 сут);
· стадия высоких завитков (3-5 сут);
· опадение пены и образование деки (до 7 - 8 сут).
Ход брожения можно отслеживать не только по этим внешним проявлениям, но и по изменениям, происходящим с бродящим суслом, то есть по поведению дрожжей, снижению экстрактивности, увеличению температуры и повышению кислотности (снижению значения pH). Поскольку картину брожения в бродильных танках иногда вообще наблюдать невозможно, то последующее описание относится к классическому брожению в чанах.
3.4.5.1. При забеле примерно через 12 ч чан покрывается белой пенистой декой. Снижение экстрактивности составляет в первые 24 ч 0,4-0,6 %, снижение значения pH - 0,25-0,35, а повышение температуры в зависимости от температуры в бродильном отделении - 0,8-1,3 °C.
3.4.5.2. В стадии низких завитков, продолжающейся 1,5-2 сут, пенистая дека смещается от края чана и превращается в белую плотную пенистую деку с завитками. Устремляющееся вверх большое количество CO2 переносит продукты выделения из сусла в деку, которая окрашивается в коричневатый (до бурого) цвет. Снижение экстрактивности составляет в последующие 2 сут 1,0-1,4 % в сутки, а температура увеличивалась бы на 1,5-2,0 °С/сут, если бы это повышение не было остановлено осторожным охлаждением при максимальной температуре. Значение pH снижается до 4,8-4,6.
3.4.5.3. Стадия высоких завитков начинается на 3 сут и продолжается 2-3 сут. В этот период отмечается наибольшая интенсивность брожения. Завитки достигают высоты 30 см и более, изменяя цвет от желтого до коричневого. Экстрактивность сильно снижается и в зависимости от расы дрожжей, степени аэрации сусла и температуры брожения составляет от 1,4 до 2 % в сутки. Как правило, максимальная температура достигается на 3 сут и поддерживается на этом уровне благодаря искусственному охлаждению. Степень сбраживания достигает максимальной величины, а значение pH снижается до 4,6-4,4. Размножение дрожжей прекращается, у хлопьевидных дрожжей происходит комкование и флокуляция дрожжей; брожение прекращается с постепенным началом охлаждения противотоком.
Охлаждение противотоком во избежание температурного «шока» дрожжей и их застудневания должно протекать медленно. Оно начинается при высокой интенсивности брожения и пониженной способности дрожжей к флокуляции при степени сбраживания 40-45 %, причем снижение температуры в 0,5-0,7 °С постепенно возрастает до 1-1,5 °С. У медленно сбраживаемых дрожжей охлаждение противотоком проводится лишь при степени сбраживания 60 %.
3.4.5.4. Образование деки начинается с опадения завитков - пена опадает, образуется сплошная плотная дека, которая благодаря выделениям хмелевых смол приобретает полосатую структуру. Даже при перекачке пива на дображивание ее толщина должна составлять около 2 см. Тонкая дека способствует оседанию хмелевых смол, вызывающих резкий и горький вкус пива. Снижение экстрактивности составляет в последние сутки лишь 0,2-0,5 %. Значение pH остается постоянным или незначительно повышается. Хлопьевидные дрожжи интенсивно флокулируют и оседают плотным слоем на дне бродильного чана. Под декой зеркало пива должно быть тёмным, до черного. Это происходит только в том случае, если осветление прошло достаточно глубоко, а способность дрожжей к флокуляции ярко выражена. Пылевидные дрожжи характеризуются неудовлетворительным осаждением в бродильном чане. Чтобы провести в таком случае сбор дрожжей, необходимо начать охлаждение достаточно рано (при степени сбраживания 35 %), чтобы температура пива в последние 24 ч составляла около 2 °С и могло пройти осаждение некоторого количества дрожжей. Температура готового к перекачиванию пива редко бывает более 3,5-5 °С - в противном случае возникает риск, что при распределении по танкам для дображивания дрожжи слишком сильно охладятся и дображивание замедлится. Перед перекачиванием пива деку необходимо тщательно удалить с помощью специального перфорированного приспособления, что в больших бродильных чанах сопряжено с трудностями. В данном случае, как и для закрытых чанов, желательно удалить деку еще за 24-36 ч до перекачивания, что позволяет при повторном снятии иметь возможность удалить также остатки хмелевых смол.
3.4.5.5. Оптимизировать этот традиционный способ брожения можно путем внесения дрожжей из расчета 1 л/гл (25-30 x 106 клеток на 1 мл сусла), а также с помощью интенсивного аэрирования (8-9 мг O2/л) в сочетании с температурой сусла при внесении дрожжей 6,5-7 °С. Снижение экстрактивности в первые 24 ч составляет 0,8-1,0 %, значение pH снижается на 0,6-0,7, и за это время достигается максимальная температура 8,5-9,0 °С. В последующие сутки снижение экстрактивности составляет 1,7-2,3 % даже при охлаждении противотоком (в зависимости от метода перекачивания пива его начинают при степени сбраживания 45-65 %), затем снижение экстрактивности составляет 1,0-1,5%, а за сутки до перекачивания - 0,5-0,7 %. При этом необходимо следить за тем, чтобы вместе с молодым пивом в лагерное отделение не поступило слишком много дрожжей.
3.4.5.6. В бродильных танках отдельные стадии брожения определить невозможно. Единственным индикатором здесь являются показания сахарометра и температура. Охлаждение осуществляется по зонам. Для поддержания температуры служит верхняя зона, для охлаждения противотоком дополнительно включается средняя зона и, наконец, для осаждения дрожжей используется конусная зона охлаждения (в горизонтальных танках - возможно, система охлаждения днища). Для предотвращения слишком сильной циркуляции бродильной среды системы бокового охлаждения в вертикальных танках зачастую используются как для поддержания, так и для снижения температуры (иначе может произойти подмыв деки, содержащей горькие вещества). Обычно дека до конца брожения поддерживается за счет большой высоты слоя или благодаря уменьшению поверхности пива, и риск оседания деки отсутствует. Более того, при перекачивании пива на дображивание она остается на стенке танка или в конусной части.
3.4.5.7. Контроль хода главного брожения осуществляется путем наблюдения за стадиями брожения и их своевременной сменой путем ежедневного, по два раза в сутки, определения температуры брожения и экстрактивности. Для этих целей используют поплавковые термометры и сахарометры (отдельно для каждого бродильного чана). Отображение значений осуществляется, как правило, в форме номограмм. Для бродильных танков определяют только температуру и экстрактивность (иногда также значение pH), а в конце брожения - содержание свободного α-аминного азота.
3.4.5.8. Контроль количества дрожжевых клеток с помощью счетных камер или счетчика частиц важен для производственного контроля. Как уже упоминалось, внесение дрожжей из расчета 0,5 л/гл дает 15 x 106 клеток/мл сусла. В результате размножения до наступления стадии высоких завитков количество клеток составит 65-75 x 106, и при традиционном перекачивании пива в молодом пиве должно содержаться еще 10-15 x 106 клеток. Обычно количество пылевидных дрожжей достигает таких же максимальных значений, однако даже после паузы для отстаивания сусла в течение 1 сут 25-40 x 106 клеток еще находятся во взвешенном состоянии. С учетом этих значений оптимальное для дображивания количество дрожжей можно получить путем смешивания хлопьевидных и пылевидных дрожжей.
3.4.5.9. Отклонения при брожении. Картины брожения не всегда одинаковы и на отдельных стадиях брожения могут возникать те или иные отклонения.
Проплешины в деке проявляются в начале брожения и могут быть вызваны неравномерным распределением дрожжей, слишком слабым аэрированием или невысокой бродильной способностью дрожжей. В большинстве случаев их можно устранить без каких-либо негативных последствий при помощи повторного интенсивного перемешивания аэрированием.
Недостаточный забел может вызываться теми же причинами, а также инфицированием сусла, внесением физиологически ослабленных дрожжей или неправильным составом сусла. В зависимости от причины используют добавление дрожжей, дополнительное аэрирование, подогрев сусла или добавление солодовой вытяжки.
Задержка брожения в стадии низких завитков может повлечь за собой ухудшение вкуса пива. Она бывает обусловлена вышеуказанными причинами, а также слишком низкой температурой внесения семенных дрожжей доливом (и, тем самым, мгновенным охлаждением дрожжей) и неудовлетворительным составом сусла по азоту. В этом случае для стимулирования брожения принимают те же меры, что и при недостаточном забеле, а при известных условиях - перекачивание, интенсивную аэрацию сусла и добавление 2 л/гл свежих дрожжей (возможно, от другого предприятия) вместе со стружкой (5 г/гл). Можно также рекомендовать при перекачивании пива на дображивание внесение активированного угля из расчета 5-20 г/гл и непрерывное наблюдение за пивом раздельной перекачки в лагерном отделении.
Кипящее брожение возникает преимущественно в фазе высоких завитков и проявляется в виде похожего на кипение или волнение движения в отдельных местах или на больших участках поверхности жидкости, причем завитки или не образуются, или исчезают. Склонность к такому брожению проявляется у плохо растворенного солода из ячменя урожая засушливых лет, при плохом кипячении сусла или неудовлетворительном оседании осадка взвесей горячего сусла. Кипящее брожение в большинстве случаев наблюдается только в отдельных варках и в отдельных чанах, не приводя к изменению характера пива.
Сдвиг деки в конце брожения проявляется в образовании мелкозернистой белой пены по краю чана или на охладителях. Как правило, он бывает обусловлен слишком сильным охлаждением противотоком, колебаниями температуры и последующей температурной адаптацией дрожжей. Качество получаемого пива при этом не ухудшается.
Пузырчатое брожение наступает в большинстве случаев в конце стадии высоких завитков или при формировании деки и проявляется в виде крупнопузырчатой пены - круглых или овальных пузырей диаметром 3-20 см. Объясняется оно формированием вязкой деки, препятствующей улетучиванию CO2. Способствуют пузырчатому брожению старый хмель, плохо очищенный и запыленный солод с истекшим сроком хранения из нижних слоев силосов для солода. К пузырчатому брожению чувствительны некоторые расы дрожжей, однако на пиво оно не оказывает негативного влияния.
Всплывшие дрожжей в ходе или в конце брожения происходит в том случае, если дрожжи постепенно или неожиданно начинают вести себя как дрожжи верхового брожения. Такого рода «превращение дрожжей» способно изменить характер пива. Если дрожжи поднимаются на поверхность при перекачке пива на дображивание, то это объясняется причинами механического характера. Это явление, вызванное скоплением CO2 в дрожжах, иногда возникает в очень высоких резервуарах, а также в вертикальных бродильных танках с плоскоконическим днищем. Если таким путем в чан для дображивания не попадет слишком много дрожжей, то оно большого значения не имеет. Через одну неделю выдерживания пива в лагерном подвале необходимо еще раз произвести перекачивание и «оживить» дображивание в стадии низких завитков.
Оседание деки происходит при слишком продолжительном брожении, в очень больших чанах, и, в первую очередь, при закрытом брожении. Это явление может наблюдаться у темных сортов пива или в пиве из очень сильно растворенного солода и может вызвать ухудшение вкуса пива в результате растворения горьких компонентов деки. Устранить этот недостаток может преждевременное удаление такой деки. Прежде пытались отделить завитки с помощью металлических листов и воспрепятствовать попаданию горьких веществ в молодое пиво, но эти попытки потерпели неудачу из-за больших трудозатрат. В горизонтальных бродильных танках цилиндрической или кубической формы эти составные части деки пытались удалить путем установки специальной пеносборной камеры. В одной из модификаций ЦКТ удалось добиться отделения деки вместе с отложениями флотационной пены при помощи шаровых поплавков диаметром 20 см, однако при попадании в конусную часть в конце перекачивания пива на дображивание покрытие этих шаров стирается.
Степень сбраживания
Показателем хода брожения является степень сбраживания, которая отражает изменение экстрактивности по сравнению с начальным суслом, то есть сколько сброжено экстрактивных веществ (в процентах). Для определения степени сбраживания требуется знать:
· экстрактивность начального сусла (в % масс.);
· экстрактивность на момент взятия пробы.
Степень сбраживания рассчитывают по приведенной ниже формуле.
Различают: 3.4.6.1. Видимую степень сбраживания, определяемую по показаниям сахарометра и отражающую «видимую» экстрактивность, которая вследствие содержания спирта в пиве (плотность спирта [20/4] составляет 0,789 г/см3) ниже, чем в действительности.
3.4.6.2. Действительную степень сбраживания, определяемую по «действительной» экстрактивности пива, которую определяют с помощью сахарометра (или более точно - пикнометрическим методом) после отгонки в лаборатории содержащегося в пиве спирта и замены его водой.
На практике обычно имеют дело только с видимой степенью сбраживания, поскольку ее определять проще, а для практических нужд ее достаточно.
Так как в пивоваренном производстве сбраживание экстракта происходит поэтапно, то степень сбраживания рассчитывают и определяют для каждого этапа. При этом различают степень сбраживания молодого пива (в конце главного брожения перед перекачкой на дображивание), степень сбраживания готового пива (в конце дображивания перед перекачкой нефильтрованного пива в отделение фильтрации) и конечную степень сбраживания.
Количественную разницу между этими степенями сбраживания необходимо знать с самого начала, для чего в лаборатории определяют конечную степень сбраживания (KCC) из которой выводятся оба других значения степени сбраживания.
3.4.6.3. KCC представляет собой максимально возможную видимую степень сбраживания (CCв), которая достигается при сбраживании всех пригодных для него экстрактивных веществ, выраженную в процентах к общей экстрактивно-сти сусла. Когда сусло подается в бродильный цех для внесения дрожжей, значение KCC уже известно, и на него не влияют ни способ ведения брожения, ни вид разведенных в производственных условиях дрожжей.
Состав сусла определяется свойствами солода и технологическими мероприятиями в варочном цехе. Свойства солода, в свою очередь, зависят от сорта ячменя, района его возделывания и климатических условий в год сбора урожая. Для значения KCC важны все процессы солодоращения, способные изменить содержание амилазы в солоде - способы проращивания, подвяливания и сушки (см. раздел 1.6). Способ затирания солода влияет на KCC благодаря продолжительности и степени температурных пауз, а также объему затора. Важно также значение pH, зависящее от качества солода и состава пивоваренной воды. Биологическое подкисление и кислый солод могут повысить КСС, как и выраженные паузы в ходе затирания при 62-65 0C (см. раздел 2.3.1.1). Подготовительные температуры ниже 60 °С стимулируют действие ß-амилазы, а клейстеризованные компоненты затора создают более благоприятные условия для действия этого фермента.
KCC должна быть определена как можно раньше, например, путем взятия пробы сусла после внесения дрожжей и ее сбраживания при температуре 25 °C при частом взбалтывании. Известны также методы экспресс-анализа: так, например, с достаточной точностью определить конечную степень сбраживания можно уже через 6 ч с помощью вибратора и высокой нормы внесения дрожжей (около 15 %). Благодаря раннему выявлению KCC можно построить ведение брожения на достижение необходимой степени сбраживания молодого пива.
Для светлого лагерного пива KCC составляет от 78 до 82 %, а для экспортного (Expoit), пльзеньского (Pilsener) и очень светлых сортов Bockbier - 80-85 %. У темных сортов пива KCC составляет 68-75 %.
3.4.6.4. Степень сбраживания готового пива определяют в конце дображивания (для обеспечения хорошей стойкости пива она должна быть максимально близка к КСС). У светлого лагерного пива она ниже KCC примерно на 2-4 %, у светлого экспортного пива - примерно на 0,5-2 %, а у пльзеньского пива (в зависимости от ведения дображивания) - на 0,5-6%. Темные сорта пива характеризуются разницей порядка 6 % (чем она выше, тем хуже пиво усваивается организмом). Если пиво передается в отделение фильтрации уже сброженным, то впоследствии при его продолжительном созревании без дображивания в лагерном отделении (где, возможно, поддерживается слишком высокая температура) оно может приобретать неудовлетворительный вкус. При низком содержании CO2 такое пиво имеет пустой, негармоничный и менее «свежий» вкус. Если же дображивание вплоть до перекачивания на фильтрацию проходило в холодном лагерном отделении, то даже готовое пиво с высокими степенью сбраживания и KCC приобретает по сравнению с менее сброженным пивом более округлый вкус.
Степень сбраживания готового пива зависит от сбраживаемости сусла, от свойств дрожжей, от способов проведения брожения и дображивания, от разности между степенью сбраживания молодого пива и КСС, а также от того, перекачивалось ли в лагерные емкости молодое или осветленное пиво, то есть богатое или бедное дрожжами. Использование завитков при классическом способе дображивания зачастую обусловливает несколько повышенное остаточное содержание экстрактивных веществ по сравнению с партиями пива, перекаченными на дображивание «по разности». Кроме того, важен температурный режим во время дображивания, как и температурная стойкость дрожжей, на которую, в свою очередь, положительное действие оказывает состав сусла и его аэрирование.
Разницу между степенью сбраживания молодого пива и KCC следует выбрать так, чтобы гарантированно достичь степени сбраживания готового пива. Для этого необходимо не только регулярно определять степень сбраживания готового пива, но и контролировать процесс дображивания, что позволит своевременно предпринять меры по их корректировке.
3.4.6.5. Степень сбраживания молодого пива определяют в момент перекачивания на дображивание. Обычно степень сбраживания молодого пива на 10-14 % ниже КСС, то есть светлое экспортное пиво с KCC 83 % следует перекачивать на дображивание при степени сбраживания молодого пива 70-73 %, а темное лагерное пиво с KCC 72 % - со степенью сбраживания молодого пива около 58 %. Брожение проводят таким образом, чтобы достичь указанных значений; если обычно сброженное светлое пиво смешивают с пивом в стадии низких завитков, то сбраживание в бродильном отделении должно проводиться еще в большей степени - так, чтобы смешанный экстракт молодого пива и завитков достигал указанной выше разницы. При перекачивании пива на дображивание определяющим является не только показание сахарометра, но и содержание дрожжей в молодом пиве, которое оценивают с помощью стеклянного стакана. Таким образом, должно произойти совпадение обоих явлений, достигаемое путем проведения разных мероприятий и правильному ведению брожения. Повышение степени сбраживания молодого пива требует интенсивного аэрирования сусла, увеличения нормы внесения дрожжей (около 1 л/гл), однократного или многократного внесения дрожжей доливом и осторожного охлаждения в противотоке.
Существуют дрожжи, менее восприимчивые к низким температурам и меньше реагирующие на резкое охлаждение. Кроме того, пылевидные дрожжи в меньшей степени подвержены влиянию низких температур. На степень сбраживания молодого пива влияют также форма, размер и степень обработки поверхности бродильных чанов; сбалансировать параметры различных бродильных емкостей можно при помощи стружки, которую добавляют в количестве 2-5 г/гл при перекачивании из чана для разведения дрожжей в бродильный чан. В большинстве случаев ее применение интенсифицирует брожение (стружку можно удалить с помощью сит после окончания брожения).
