Протеолитические ферменты и их действие при затирании

Не менее важным ферментативным процессом при затирании является расщепление азотистых веществ солода. Значение белковых веществ и их состава для качества пива очень велико. Они оказывают влияние на цвет, пенистость, стойкость и вкус пива. Кроме того, продукты гидролиза белков - аминокислоты - необходимы для питания и размножения дрожжей.

Хотя основной процесс расщепления азотистых веществ (белков) ячменя протекает при соложении, тем не менее во время затирания протеолиз белков под влиянием протеолитических ферментов может происходить весьма интенсивно, но характер его будет иным, чем при соложении ячменя. При затирании процесс протеолиза идет не так глубоко и главными продуктами его являются растворимые в воде белки, пептоны и полипептиды. Аминокислот образуется сравнительно мало. Причина этого в том, что концентрация водородных ионов затора (pH около 5,5) благоприятна для ферментов протеиназ и менее благоприятна для пептидаз, расщепляющих полипептиды до аминокислот.

Многочисленность продуктов ферментативного гидролиза белков и разнообразие их физико-химических и химических свойств делают очень сложным контроль процессов затирания и осахаривания солодового затора в отношении распада белков. Определение же конечных продуктов протеолиза - аминокислот - может давать лишь самое общее и отдаленное представление о накоплении всей гаммы разнообразных продуктов превращения белков солода в заторе, которые необходимы для пива.

Известные методы определения белков и белковых тел, основанные на осаждении разных фракций азотистых веществ спиртом и щелочами, сложны и длительны, не могут быть использованы для непосредственного регулирования процессов распада белков при затирании.

Поэтому о характере протеолитических процессов во время затирания судят по косвенным показателям - скорости осахаривания, характеру свертывания белков при кипячении сусла, осветлению горячего сусла, вторичному помутнению сусла при охлаждении, характеру образующейся при брожении пены и т.д. На осноряиии этих показателей судят о степени расщепления белков - было ли оно достаточным или слишком большим.

Следует добавить, что в процессе затирания солода создать нормальные соотношения форм азота трудно и практически, так как для образования каждой формы белка необходимы оптимальные температурные условия.

Поэтому в технологии пивоварения принято нормальный распад белковых веществ получать при солодоращении; в хорошем солоде должно быть до 33% азотистых веществ в растворимой форме.

При затирании обычно приходится руководствоваться нормой, что из 100 г солода в сусло должно перейти от 3 до 6 г азотистых веществ, включая стойкорастворимые в воде белки, пептоны, полипептиды и аминокислоты. Таким образом, на долю затирания приходится около 15-20% этих веществ; при этом отношение растворимого азота к аминокислотному должно быть 100: 27 и 100: 36, т. е. аминокислоты в сусле должны составлять около 25-35% от всех азотистых веществ сусла. Влияние температуры и продолжительности затирания на содержание отдельных групп азотистых веществ сусла, по данным лаборатории биохимии ЦНИИПБ и ВП, показано в табл. 48.

Таблица 48

Из данных табл. 48 видно, что оптимальная температура для накопления в сусле общего азота лежит между 50 и 55°C, для азота аминокислот (определяемого формольным титрованием) - между 45-60°С.

Наиболее эффективна продолжительность выдержки затора в пределах 2 ч; дальнейшая выдержка существенно не влияет на глубину распада белков. Поэтому выдержки затора для расщепления белков (так называемые белковые паузы) во время затирания в производстве колеблются в пределах 15- 30 мин при 50-52°C и I -1,5 ч при температуре 60-65°С, совпадающей с оптимальной температурой осахаривания. Выдержки затора при температуре выше 65°C практического значения для расщепления белков не имеют.

В зависимости от качества солода и нужного соотношении белковых соединений (различных фракций) затирание начинают с низких температур - с 32-52°С. Затирание при низких температурах особенно благоприятно при солодах, плохо растворенных. Это связано с действием не только протеолитических ферментов, но и ферментов, которые катализируют распад веществ, обволакивающих крахмальные зерна, - прежде всего пектиновых и гемицеллюлоз. Обычно белковая выдержка для солодов среднего и хорошего растворения проводится при 50- 52°С. Эти температуры очень благоприятны для образования белковых соединений со средней величиной молекулы, обусловливающих хорошую пеностойкость и высокие вкусовые качества пива.

Слишком длительная выдержка затора при низких температурах очень вредно отражается на качестве готового пива, а в некоторых случаях и портит его, так как при этом возможно развитие бактерий, особенно кислотообразующих.