Биологическая стойкость пива обеспечивается применением безупречных с микробиологической точки зрения активных семенных дрожжей, их контроля и сквозной мойкой и дезинфекцией танков, трубопроводов и аппаратов. При этом особого внимания требуют установки автоматической мойки. Высококачественное фильтрование в сочетании с розливом без доступа воздуха при условии качественно вымытой тары создает предпосылки биологической стойкости пива даже без его нагревания и пастеризации. На отдельных этапах производства, таких как брожение, дображивание, фильтрование и розлив, необходим тщательный микробиологический контроль.
Для обнаружения различных микроорганизмов, вызывающих порчу пива, требуются специальные культуральные среды селективного действия. Так как определенные микроорганизмы, вызывающие порчу пива (в частности L. lindneri), крайне требовательны к особым ростовым веществам (например, соединениям, продуцируемым в ходе метаболизма дрожжей), то индикаторные среды также должны характеризоваться оптимальным составом питательных и ростовых веществ. Основными требованиями в микробиологическом анализе являются надежность обнаружения, избирательность, оперативность, простота применения и хорошая интерпретируемость результатов анализа. В этих целях были разработаны специальные среды (например, VLB-S7-S, MRS, UBA, NBB и др.). Лучше всего зарекомендовали себя на практике (благодаря надежному и быстрому выявлению всех микроорганизмов, вызывающих порчу пива, в сочетании с высокой избирательностью) сертифицированные питательные среды NBB, наиболее распространенные в пивоваренном производстве.
Мероприятия производственного контроля следует проводить систематически и регулярно, обеспечивая своевременное выявление «слабых мест». В инструкциях по микробиологическому контролю указываются важнейшие точки отбора проб, а также соответствующие методы анализа. Общая схема микробиологического контроля приведена на рис. 7.1 (см. также главу 10, раздел 10.9.2).
Физиологическое действие пива
Пиво не только имеет приятный вкус и может утолять жажду, но и полезно для здоровья благодаря своей питательной ценности.
Пищевая ценность пива
Энергетическая ценность 12 %-ного пива составляет 1900 кДж (450 ккал)/л - независимо от типа пива - темного, светлого или даже диетического.
7.9.1.1. Содержание алкоголя у темного пива дает примерно половину, а у светлого около двух третей энергетической ценности. При содержании от 3,5 до 4,5 % масс. (4,4-5,5 % об.) тонизирующие и питательные свойства алкоголя оказывают благоприятное действие (при умеренном употреблении).
7.9.1.2. Экстрактивные вещества пива состоят в основном из легко усваиваемых углеводов, которые в процессе солодоращения и пивоварения переводятся в растворимую форму, разжижаются и превращаются в низкомолекулярные соединения. Аналогичные изменения происходят и с азотсодержащими веществами. Хотя содержание незаменимых аминокислот пива не способно решающим образом сказаться на питании человеческого организма, существует достаточное количество низкомолекулярных пептидов, которые легко им усваиваются. Из минеральных веществ в первую очередь следует отметить различные виды фосфатов, играющих большую роль в большинстве физиологических процессов. Вместе с витаминами B-комплекса, присутствующими в пиве, они повышают переносимость содержащегося в пиве алкоголя, стимулируют работу печени и препятствуют ожирению.
7.9.1.3. Свойства пива, позволяющие утолять жажду, обусловливает CO2, который, как и низкое содержание алкоголя в пиве и его горькие вещества, активизирует выделение желудочного сока.
Диетические свойства пива
Диетические свойства пива объясняются благоприятным соотношением содержания алкоголя и экстрактивных веществ пива, а также наличием фосфатов и витаминов. Экстрактивные вещества пива легко усваиваются, и пиво тем самым способствует перевариванию потребляемой с ним пищи. Пиво обладает мочегонным действием и тем самым обезвоживает ткани; небольшое количество алкоголя стимулирует дыхание и кровообращение, а также оказывает успокаивающее действие, особенно при нервных расстройствах. В пиве отсутствуют патогенные микроорганизмы, а горькие вещества хмеля (изогумулон) обладают противотуберкулезным действием (см. также раздел 7.1.1).
Специальные типы пива
Описание приготовления различных типов пива, например Pilsener, Dortmunder и Muenchner (пльзеньского, дортмундского или мюнхенского) приведено в соответствующих разделах этой книги, как и характерные признаки пива типа Maerzen и Bockbier. О пиве верхового брожения см. главу 8. Тем не менее имеются некоторые типы пива, которые с трудом вписываются в существующую классификацию, так как способы их приготовления нацелены на получение совершенно конкретных свойств. Речь идет о низкокалорийном и диетическом пиве, а также о слабоалкогольном и безалкогольном пиве.
Слабоалкогольное пиво
7.10.1.1. Характерные признаки. В Германии светлое слабоалкогольное пиво типа Pilsener может содержать лишь 0,75 г балластных углеводов на 100 г пива. Содержание белков ограничивается 0,5 г/100 г пива. Для этого пиво с нормальной экст-рактивностью начального сусла около 11-12 % должно быть сброжено до такой степени, чтобы видимая степень сбраживания составила более 100 %. Благодаря этому содержание спирта повышается с 3,8 % до 4,8-5,0 % масс, (с 4,7 до 5,9-6,2 % об.), а содержание действительного экстракта составляет около 1,8 %. Значение pH пива находится на уровне 4,2-4,5 (такое относительно низкое значение pH может также обусловить очень высокая степень сбраживания). Цветность колеблется в переделах 6- 9 ед. ЕВС, а содержание горьких веществ на разных пивоваренных предприятиях варьирует от 22 до 40 ед. горечи ЕВС. Содержание CO2 составляет 0,5-0,55 %, но несмотря на это пенообразующая способность такого пива оставляет желать лучшего.
10.10.1.2. Засыпь. Желательно использовать светлый, хорошо растворенный, богатый амилазой солод, уже в конгрессном сусле дающий KCC намного выше 80 %. Цветность, учитывая сильное обесцвечивание при брожении, может составлять 3-3,5 ед. ЕВС. Внесение 2-5 % кислого солода или соответствующего количества молочной кислоты благотворно влияет на повышение буферности затора, сусла и пива.
7.10.1.3. Пивоваренная вода Остаточная щелочность для надлежащего развития ферментативных реакций должна составлять менее 2 °dH (немецких градусов жесткости). Добавление хлористого кальция к заторной воде поддерживает действие амилаз.
7.10.1.4. Способ затирания. Для наиболее полного действия α- и ß-амилаз затирание начинают с 45 °С, то есть ниже оптимальной для них температуры (см. раздел 2.3.1.1), после чего производят нагревание до температуры 62 °С (1 °С/мин) и выдерживают 30-минутную паузу. После отделения оставшейся части затора в ней необходимо поддерживать температуру порядка 62 °С. До кипения доводят отварку, составляющую четверть общего количества затора (с выдержкой пауз при 64, 66, 68 и 70 °С), которую кипятят 10-15 мин. Благодаря добавлению холодной воды к кипяченой части затора она остывает до такой степени, что после смешивания частей затора температура составляет 64-64,5 °С. После этого затор нагревают до температуры 73 °С (паузы при 64, 66, 68, 70 °С) и при этой температуре его перекачивают в фильтр-чан. В другом случае оставшуюся часть затора оставляют при температуре около 64 °С, а вторую отварку доводят до кипения с соблюдением указанных пауз, кипятят 10 мин и снова охлаждают путем добавления холодной воды до температуры 67 °С. С этого момента паузы проводят при 67 и 70 °С до температуры отзаторивания 73 °С, которую в целях поддержания действия амилаз не повышают. Чтобы при таком способе затирания достичь видимой KCC 91-92 %, из седиментированной первой оставшейся части затора отбирают солодовую вытяжку (3 %), сохраняют ее при температуре 55-62 °C и добавляют к отфильтрованному суслу. Продолжительность этого способа затирания составляет 4,5-6 ч.
7.10.1.5. Фильтрование проводят при 72-73 °С, как и выщелачивание дробины. Концентрация первого сусла может составлять 16 %; фильтрование прекращают при концентрации промывных вод 1-1,5%.
7.10.1.6. Кипячение сусла и внесение хмеля. Сусло кипятят после окончания фильтрования в течение 90-120 мин, а в современных системах кипячения - несколько меньше; внесение хмелепродуктов вследствие интенсивного удаления смолистых веществ должно быть на 10-15 % выше, чем для пива с сопоставимыми значениями горечи. Целесообразной представляется средняя продолжительность кипячения 45-55 мин; соотношение горького и ароматического хмеля - такое же, как и у нормального пива типа Pilsener. Подкисление сусла должно ориентироваться на значение pH около 5,1, однако при брожении наблюдается снижение pH (снижение pH ниже 4,25 не допускается). С другой стороны, низкое значение pH сусла важно для проведения активного главного брожения, в том числе в диапазоне сбраживания более 90 %.
7.10.1.7. Брожение. После обычной обработки сусла дрожжи вводят при температуре 7-8 °С. Равномерное сбраживание обеспечивают пылевидные дрожжи, но пригодны и хлопьевидные дрожжи с высокой сбраживающей способностью. При перекачивании из танка для внесения дрожжей или флотационного танка в бродильный аппарат добавляют 3 % солодовой вытяжки (см. ниже). Максимальную температуру брожения (9-12 °С) поддерживают до тех пор, пока содержание видимого экстракта не составит чуть более 1 %. В этом момент солодовую вытяжку вносят повторно (1,5-3 %). Когда полученный экстракт оказывается сброженным, в течение 24 ч проводят охлаждение примерно на 2 °С и перекачивают сусло в отделение дображивания при температуре 7-9 °С. Продолжительность дображивания составляет 7-10 сут. Нередко оказывается целесообразным осуществлять сбраживание в бродильном цехе до содержания видимого экстракта 0 % в условиях регулируемой температуры. Солодовую вытяжку отбирают в нужный момент времени из нормальной варки. Чтобы при этом наряду с амилазами «захватить» также предельную декстриназу (оптимальная температура 55 °С), применяют обычный двухотва-рочный способ затирания, а солодовую вытяжку отбирают во время обработки первой отварки из осевшей жидкой части затора при температуре 50 °С (см. раздел 2.3.3.2) и охлаждают.
Довольно трудоемкая технология использования солодовой вытяжки на некоторых пивоваренных производствах была заменена внесением солодовой муки с высоким содержанием амилазы (30 кг/100 гл).
7.10.1.8. Дображивание. Как правило, при температуре, медленно понижающейся с 9 до 7 °С, сбраживание экстракта до уровня от 0 до -0,3 % продолжается 2-4 нед. Затем продукт пропускают через охладитель в холодный танк и дображивают в течение 1 -4 нед. при температуре около -1 °С с промывкой CO2, полученным на самом производстве. При этом можно добавить стабилизатор (например, 50-80 г препарата кремниевой кислоты/гл).
Если в бродильном отделении сбраживание прошло до конца, то теплым хранением можно пренебречь и перекачать пиво на дображивание в холодное отделение с добавлением стабилизатора. Слишком длительное хранение придает пиву специфический эфирный привкус и ухудшает его способность к пенообразованию.
7.10.1.9. Стабилизация, фильтрование и розлив. Особое внимание следует уделять стабилизации, поскольку с солодовой вытяжкой пропорционально вносится большое количество высокомолекулярного коагулируемого азота. Наряду с добавкой стабилизаторов в танк для дображивания и созревания их следует также вносить при фильтровании (около 100 г/гл). Тем не менее в ходе последующей пастеризации бутылочного пива возможно появление белковой мути, образование которой можно предупредить путем кратковременной высокотемпературной обработки осветленного пива из цеха дображивания, для чего потребуется смена емкости с последующим осветлением. Если это проводить после окончательного созревания, то перемешивание, кратковременную высокотемпературную обработку и охлаждение, а также добавление стабилизатора можно выполнить одновременно. На участке от танка до розлива в бутылки необходимо избегать поглощения пивом кислорода. Пастеризация нужна для инактивации оставшихся ферментов.
7.10.1.10. Снижение содержания спирта. Так как высокое содержание спирта (до 5 % масс.) зачастую воспринимается как недостаток, его снижают различными способами - отгонкой в тонкослойном выпарном аппарате, аппарате с нисходящим потоком жидкости или путем сепарации в мембранных системах (например, в установках диализа или обратного осмоса, см. разделы 7.10.4.5 и 7.10.4.6). Применяют также кипячение части сброженной варки в сусловарочном котле (этот способ является довольно энергозатратным и трудоемким, так как пиво с уже удаленным спиртом снова необходимо транспортировать в бродильный цех для смешивания и последующего направления на созревание или хранение). При других способах осуществляют значительное удаление спирта в одной партии так, чтобы можно было ее смешать с оригинальным пивом. Такие типы пива (с содержанием алкоголя 3,8 % масс. (4,7 % об.)) и действительного экстракта 1,8%) характеризуются расчетной экстрактивно-стью начального сусла около 9,4 %. Как показывает опыт, непосредственно сброженное слабоалкогольное пиво чуть слабее и сбраживается несколько быстрее, причем для него требуется меньше солодовой вытяжки или солодовой муки, чем для «нормального пива» с экстрактивно-стью начального сусла около 11,5 %.
Диетическое пиво
7.10.2.1. Характерные признаки. Диетическое пиво низового брожения, изготовленное только из солода, поступает на реализацию с маркировкой «слабоалкогольное» (при содержании алкоголя менее 1,5 %) или «безалкогольное» (при содержании алкоголя менее 0,5 %). Так как в последнее время содержание алкоголя приводят в % об., то их стали использовать и в маркировке. При этом пиво сбраживают слабее, чем в том случае, когда предельное значение приводилось в % масс. Экстрактивность начального сусла очень темного пива составляет менее 12 %, видимая степень сбраживания в первом случае составляет не более 20 %, а в последнем - всего лишь 6,5-7,5 %. В зависимости от степени сбраживания значение pH пива составляет 4,7-4,9 (если не была проведена корректировка значения pH в сторону «нормального пива» с помощью кислого солода или подкисления молочной кислотой микробиологического происхождения). Цветность диетического пива составляет 60-80 ед. ЕВС, горечь - 6-10 ед. горечи ЕВС, содержание CO2 - 0,4-0,5 %.
7.10.2.2. Засыпь солода составляет от 90 % темного солода и 10% светлого солода (включая 1 % жженого солода) до 12 % светлого карамельного солода, 70 % темного солода и 18 % светлого солода. Кроме того, кислый солод в количестве 3-6 % предназначается для снижения pH затора, сусла и пива.
7.10.2.3. Способы производства пива. В зависимости от выбора пивоваренной воды (жесткой или мягкой, по наличию) выбирают двухотварочный способ затирания с температурным режимом 35-50/ 70/77 °С (см. раздел 2.3.3.2). Для получения низкой KCC после горячего напуска первой отварки должна установиться температура 70 °С. Этой цели служат также высокие температуры осахаривания (72-76 °С) отдельных частей затора, которые кипятят 30 или 25 мин. Способы затирания солода со скачкообразным повышением температуры являются общепринятыми (см. раздел 2.3.3.5). Продолжительность кипячения сусла обусловлена спецификой системы и составляет 70-110 мин; внесение хмелепродуктов производится за один раз (15-20 мг α-кислоты на 1 л горячего охмеленного сусла).
7.10.2.4. Брожение. При содержании алкоголя до 1,2 % масс. (1,5 % об.) и степени сбраживания около 8-10 % проводят быстрое охлаждение до температуры примерно 2 °С. При степени сбраживания 10-13 % пиво перекачивают через низкотемпературный охладитель на дображивание с температурой 0 °С, а затем проводят дображивание под шпунтовым давлением 0,4-0,5 бар до достижения степени сбраживания около 16-18%. Этот процесс длится 1-2 нед., однако при надлежащем контроле и использовании более высоких температур он может проходить быстрее. В конце проводят осветление с разгрузкой кизельгурового фильтра при помощи центрифуги.
При низком содержании алкоголя (менее 0,5 %) большое значение придается низкому значению pH сусла, которое путем совместного затирания кислого солода или (при необходимости) биологическим подкислением кипяченого сусла доводят до значения pH 4,9. Целесообразным может оказаться проведение сбраживания 10 %-го сусла в отделении дображивания до содержания алкоголя 0,6 %, а затем (перед осветлением) внесение 15 % концентрированного первого сусла из 30 % начального сусла. Это приводит к округлению вкуса пива (не в последнюю очередь благодаря образованию продуктов реакции Майяра в процессе концентрирования). Корректировка цветности может проводиться с помощью красящего пива.
7.10.2.5. Розлив. Для предотвращения размножения дрожжей и брожения в бутылке обязательной является полная пастеризация, при которой пиво в бутылках пастеризуют 20 мин при температуре около 75 °С.
В настоящее время получило большую популярность «солодовое пиво» (или «солодовый напиток»), но поскольку из-за необходимого добавления сахара (что обусловлено технологическими особенностями) оно должно изготавливаться способом верхового брожения, то мы его рассмотрим далее в главе 8, посвященной пиву верхового брожения.
Безалкогольное пиво
В соответствии с действующими нормативными актами содержание алкоголя в таком пиве не должно превышать 0,5 %. По правилам маркировки на этикетке содержание алкоголя приводится в % об. В последние годы безалкогольное пиво получило широкое распространение. Его можно классифицировать по типу пива как пиво низового или верхового брожения, а также по способу приготовления: или брожение ведут до получения содержания спирта 0,5 % об., или из нормально сброженного пива спирт впоследствии удаляют.
