Препараты для осветления пива (рыбий клей)

Оклеивающие препараты (рыбий клей) или раствор коллагена используют для осаждения дрожжевых клеток из пива. Его получают из плавательного пузыря рыб центральных тропиков. Тропические рыбы классифицируются по типам и области обитания, как тип Южной Европы, Азии, Бразилии и Венесуэлы.

Коллагены извлекают из плавательного пузыря с помощью кислот (лимонной, винной, фосфорной, серной), в которых он растворяется. Полученные препараты отличаются по вязкости, молекулярной массе, изоэлектрической точке, аминокислотному составу. Пока не установлена точная корреляция между этими параметрами и способностью связываться с дрожжевыми клетками. Поэтому необходимо определять дозу рыбьего клея для каждого препарата в лабораторных условиях. На способность связывания дрожжевых клеток влияет структура молекулы коллагена, которая представляет собой тройную спираль со множеством заряженных участков и большой поверхностью для взаимодействия с другими молекулами, включая возможность агрегации и затем осаждения. Принцип действия заключается в том, что положительно заряженные молекулы коллагена взаимодействуют с отрицательно заряжеными веществами, а также с дрожжевыми клетками.

Отличительной чертой коллагена является высокий уровень остатков глицина. Эта аминокислота находится внутри молекулы и обеспечивает плотность спиральной структуры. Также коллаген содержит много остатков гидроксипролина и гидроксилизина. Наличие этих аминокислот обусловливает высокую степень водородных связей как внутри, так и между молекулами коллагена. Так, содержание этих аминокислот в коллагене, полученном из пузыря тропических рыб Венесуэлы и Южной Азии в 2 раза, а Индии в 4,5 раза меньше, чем из пузыря тропических рыб Бразилии.

Типы рыбьего клея различаются также по содержанию в них гистидина, который положительно заряжен в интервале pH, характерном для пива. Таким образом, изо-электрическая точка раствора оклеивателя будет изменяться в соответствии с уровнем гистидина в молекуле.

Внутренняя вязкость также изменяется в зависимости от типа клея; она является функцией молекулярной массы молекулы коллагена и будет определять скорость седиментации (осаждения) частиц. Этот показатель практически одинаков у коллагенов, полученных из пузыря тропических рыб Бразилии, Индии и Венесуэлы.

Как видно из вышесказанного, различные типы клея могут значительно отличаться по своим характеристикам. В настоящее время невозможно определить тип клея, необходимый для того или иного штамма дрожжей или типа пива и только с помощью проведения экспериментов в лаборатории можно установить оптимальный расход оклеивающего материала.

Для дополнительного осветления пива перед его сепарированием или фильтрованием рекомендуют применять рыбий клей. При этом повышается эффективность фильтрации (снижается расход кизельгура, удлиняется период работы фильтра), улучшается прозрачность пива, повышается биологическая и коллоидная стойкость пива.

В качестве примеров оклеивающих препаратов можно привести Isinglass (Айсин-гласс) фирмы Магру & Son Ltd (Великобритания) и Biofine (Биофайн) фирмы Quest International (Нидерланды).

Технологические аспекты

Для осветления пива используют 0,5-1,0% водные растворы препаратов, подкисленные молочной кислотой до pH 2,2-3,5 (для растворения) и выдержанные в течение суток при температуре 12-16 °С. При значениях температуры выше 24 °С и pH ниже 2,2 происходит денатурация коллагена и превращение его в студнеобразную массу. Препарат можно вносить в танк дображивания перед подачей в него пива, или при наличии специальных дозирующих устройств за 1-2 сут до окончания выдержки пива; время выдержки при этом составляет 20-24 часа. Средняя доза для лагерного пива составляет 1-3 г/гл, для пива верхового 3-6 г/гл. Доза препарата определяется концентрацией дрожжевых клеток в танке дображивания и особенностями штаммов дрожжей. Для выпадения осадка достаточно 2-3 дня. Отмечается, что различные характеристики рыбьего клея приводят к получению пива с разной фильтрационной способностью. Параметры, влияющие на процесс оклейки:

· размер частиц;

· величина pH пива; сорта пива;

· концентрация дрожжевых клеток; по мнению Т. Mathews (1990), предельным значением концентрации дрожжевых клеток в пиве является концентрация 1 млн/мл.

Агароза

Агароза входит в состав новой комбинированной стабилизационной системы CSS (фирмы Handtmann). Она представляет собой полисахарид, выделенный из определенного вида водорослей и состоит из остатков дисахарида галактозы и 3,6-ангидрога-лактозы. Из нее производят шарообразные полимеры (рис. 11.7) с частицами разной величины (от 100 до 300 цт), которые характеризуются высокой химической и физической стабильностью. Они абсолютно инертны, нейтральны и не разбухают.

Агароза нашла применение в ионообменниках (адсорберах) для повышения физико-химической стабильности пива, так как селективно адсорбирует белки и полифенолы пива. Белок связывается с адсорбентом посредством электромеханической силы, дубильные вещества - посредством водородной связи.

Главное ее преимущество при использовании в пивоварении заключается в том, что из пива одновременно удаляются высокомолекулярные белки (ВМБ), антоциано-гены и высокомолекулярные полифенолы, т. е. те компоненты, которые являются главной причиной появления мути в пиве, в то время как пенообразующие протеины и катехин не адсорбируются (табл. 11.18 и 11.19), что положительно сказывается на ор-ганолептических свойствах пива и его вкусовой стабильности.

 

Таблица 11.18 Влияние адсорбционной стабилизации с помощью агарозы на дубильные вещества

Полифенолы пива, мг/л	Состояние пива
нестабилизированное	стабилизированное
Общие полифенолы
Антоцианогены
Дубильные вещества:
катехин	8.7	8,6
эпикатехин	2,6	2,4
Процианидин В3	4,8	2,8
Продельфинидин В3	7,4	5,1

Таблица 11.19 Изменение фракций белков и полифенолов безалкогольного пива при использовании различных способов стабилизации

Способ стабилизации	Общий азот, мг/л	Коагулируемый азот, мг/л	Общие полифенолы, мг/л	Антоцианогены, мг/л
Без стабилизации
Кизельгель, 60 г/л
ПВПП, 20 г/гл
Кизельгель + ПВПП
Агароза 100 мл/г

 

Технологические аспекты

Отфильтрованное через кизельгуровый фильтр пиво проходит через камеру CSS, наполненную адсорбентом с максимальной высотой слоя 15 см. Контакт пива с адсорбентом в течение 30 с достаточен для удаления ВМБ и таннинов. В зависимости от диаметра камеры (1,6-2,2 м) и высоты слоя (11-15 см) производительность установки составляет 2650-6840 гл/сут. Расход адсорбента CSS составляет около 100 мл/гл пива.

Особенность данной системы заключается в том, что если пиво прокачивается исключительно через колонку, то в начале процесса степень адсорбции белков и дубильных веществ очень велика, а затем постепенно падает. Для получения равномерно стабилизированного пива предусматривается автоматическое смешение нестабилизированного пива с пивом, прошедшим через ионообменник. Доля необработанного пива при этом составляет около 40%.

Регенерация адсорбента происходит в два этапа; сначала с помощью 2М раствора поваренной соли удаляются белки, а затем IM раствором NaOH вымывается денатурированные остатки белково-дубильных комплексов. Затем система промывается либо холодной щелочью, либо горячей водой. Процесс регенерации можно проводить несколько сот раз без потерь адсорбента.

В зависимости от количества циклов регенерации, использованная агароза каждые два года должна утилизироваться. Количество отходов при использовании новой системы значительно меньше, чем при стабилизации пива ПВПП и силикагелем Так, по данным фирмы Handtmann, для завода производительностью 5 млн дал пива в год и расходе 15 г/гл ПВПП и 30 г/гл силикагеля отходы составляют 22 т в год, в то время как при использовании агарозы только 100 кг.